EP1764483B1 - Douille pour pivot d'aube à angle de calage variable pour turbomachine, aubage statorique, compresseur et turbomachine associés - Google Patents

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EP1764483B1
EP1764483B1 EP06119496A EP06119496A EP1764483B1 EP 1764483 B1 EP1764483 B1 EP 1764483B1 EP 06119496 A EP06119496 A EP 06119496A EP 06119496 A EP06119496 A EP 06119496A EP 1764483 B1 EP1764483 B1 EP 1764483B1
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EP
European Patent Office
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bushing
ring
conical
turbomachine
recess
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Michel Bouru
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Safran Aircraft Engines SAS
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SNECMA SAS
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    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
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    • F04D29/057—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
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    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
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    • F04D29/56—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line

Definitions

  • the present invention relates to the general field of blades with variable pitch angle for turbomachine, and more particularly to the bushings for the guide pivots of these blades.
  • the high-pressure compressor of a gas turbine engine typically consists of several circular blade stages whose orientation can be adjusted to change the gas flow characteristics according to the operating conditions of the turbomachine. These blades are called blades variable pitch angle.
  • variable pitch angle vanes of the same stage each comprise a control pivot head and a foot guide pin.
  • the control pivot passes through a stator casing of the turbomachine and cooperates with a control member. From an action on this controller, it is possible to change the orientation of the blades of the stage concerned.
  • the vane guide pivot it is movable in a bushing mounted in a corresponding recess of an inner ring of the turbomachine centered on the longitudinal axis of the latter.
  • the known mounting bushings on the inner ring do not include any particular arrangement to ensure the maintenance of centering quality.
  • the centering of the blade guide pivots therefore tends to lose its efficiency in operation, especially when the pivoting support bushes and the inner ring are made of materials having different thermal expansion coefficients.
  • the main purpose of the present invention is therefore to overcome such drawbacks by proposing a socket capable of ensuring a permanent centering quality of the guide pivots of the blades, whatever the operating phase of the turbomachine and regardless of the materials used to produce the turbine. socket and the inner ring in which it is mounted.
  • a sleeve for blade pivot variable pitch for turbomachine the sleeve being intended to be mounted in a recess of a ring of the turbomachine of substantially complementary shape to that of the sleeve and comprising a substantially tubular body of longitudinal axis, characterized in that the tubular body of the sleeve is provided at one end with a first conical collar and at an opposite end of a second conical collar, the conical surfaces defined by the first and the second flanges being arranged opposite one another.
  • the centering of the guide pivots of the blades is thus ensured by a biconical connection between the bushing and the recess of the ring in which it is mounted. Thanks to such a connection, any movement in diameter expansion gap of the ring relative to the sleeve is compensated by the gap of expansion in height of the ring. Also, the contact position of the conical surfaces defined by the flanges remains permanent regardless of the expansion of the sleeve and the ring. In other words, the ends of the bushing provided with conical collars perform an equivalent restitution function of displacement. Thus, the centering quality of the blade guide pivots remains permanent.
  • the angle of inclination of the conical surface defined by the first flange is substantially identical to that of the conical surface defined by the second flange.
  • the angle of inclination of the conical surfaces defined by the flanges is between 30 ° and 60 °, and it is preferably 45 °.
  • the average diameter of the flanges is substantially identical to the longitudinal distance separating them.
  • the sleeve further comprises means for ensuring its anti-rotation in the recess of the ring.
  • Such anti-rotation means may be in the form of at least one protuberance provided on the tubular body of the sleeve between the flanges, the protuberance defining a substantially planar surface which is intended to cooperate with a complementary surface of the flange. recess of the ring in which the sleeve is intended to be mounted.
  • one of the flanges may have at least one substantially longitudinal external protrusion intended to cooperate with an anti-rotation member of the sleeve in the recess of the ring.
  • one of the flanges of a socket may comprise an anti-rotation plate provided with at least one surface which is intended to establish a substantially plane contact with a corresponding surface of an anti-rotation plate. -rotation of an adjacent socket.
  • the tubular body and one of the conical flanges of the sleeve may be two separate parts so as to allow the mounting of the sleeve in its recess.
  • the socket may be made of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the ring in which it is intended to be mounted.
  • the invention also relates to a turbomachine ring having a plurality of recesses each for receiving the guide pin of a variable pitch angle blade, the ring further comprising a plurality of sockets as defined above.
  • the invention further relates to a turbomachine compressor and a turbomachine comprising at least one ring as defined above.
  • the blades 2 variable pitch angle of the high-pressure compressor of the turbomachine are distributed in circular stages centered on the longitudinal axis XX of the turbomachine and arranged between stages of moving blades (not shown) which are fixed on a rotor of the turbomachine.
  • Each blade 2 with variable pitch angle of a circular stage extends along a main axis Y-Y which has a radial direction relative to the longitudinal axis X-X of the turbomachine.
  • the blade 2 is in the form of a blade 4 ending at an outer radial end (or blade head) by a control pivot 6 (or upper pivot) and at an inner radial end (or foot of dawn) by a guide pin 8 (or lower pivot).
  • the control pivot 6 of the blade 2 variable pitch angle, centered on its main axis Y-Y, through an annular envelope 10 of the stator of the turbomachine and cooperates with a control member of the orientation of the blades. More specifically, the control pivot 6 of the blades 2 protrudes radially outwardly of the stator casing 10 and ends with a head 12 on which is engaged a control rod end 14 whose other end cooperates with a control ring 16 centered on the longitudinal axis XX of the turbomachine.
  • the rods 14 and the control ring 16 form the control member of the orientation of the blades.
  • the rotation of the control ring 16 around the longitudinal axis XX of the turbomachine allows indeed to rotate the control rods 14 and thus simultaneously change the orientation of all the blades 2 variable pitch of the same stage of the high-pressure compressor.
  • the guide pin 8 of the blade 2 with variable pitch angle, centered on its main axis Y-Y, is intended to pivot inside a hollow sleeve 18.
  • Each bushing 18 is mounted in a recess 20 formed in an inner ring 22 of the high-pressure compressor of the turbomachine which is centered on the longitudinal axis X-X of the turbomachine, the bushing and the recess being of substantially complementary shapes.
  • an additional socket (not shown in the figures) forming a hoop can be mounted tightly around each guide pin 8 of the blades 2.
  • Such additional socket for example of substantially cylindrical shape, is interposed between the pivot of blade guide and bushing. Its function is to prevent premature wear of the socket.
  • the sleeve 18 has a substantially tubular body 24 of longitudinal axis ZZ which is intended to receive the guide pin 8 of the blade.
  • the tubular body 24 of the sleeve 18 is provided at one end with a first conical flange (or shoulder) 26 and at an opposite end of a second conical flange 28, the respective conical surfaces defined by the first and the second flanges being disposed facing each other (i.e. facing each other).
  • the conical flanges 26, 28 thus project radially outwardly of the tubular body 24 with respect to the longitudinal axis ZZ of the latter.
  • the conical flanges 26, 28 have a substantially identical average diameter d and the average longitudinal height separating them is denoted h .
  • the recess 20 in which the sleeve 18 is mounted is of substantially complementary shape to the latter, that is to say it has a central bore for the passage of the tubular body 24 of the sleeve and two conical surfaces on which bear the conical flanges of the sleeve.
  • the bushing 18 according to the invention and the inner ring 22 in which the bushing is intended to be mounted can be made of materials having different thermal expansion coefficients.
  • the socket can be made of steel and the inner ring of aluminum.
  • the tubular body 24 of the bushing and one of the conical flanges may be two separate pieces as shown in FIGS. figures 1 and 2 (In these figures, the separate collar is the second flange 28).
  • the flange is assembled around the tubular body and then fixed thereto by any appropriate means (crimping, welding, bolting, etc.).
  • the inclination angles of the conical surfaces defined respectively by the first flange 26 and the second flange 28 are substantially identical.
  • This angle of inclination which is measured relative to a transverse plane of the tubular body of the sleeve (that is to say relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis thereof), is advantageously between 30 ° and 60 °, and is preferably 45 °.
  • the Figures 3A and 3B illustrate the reasons for choosing the value of the angle of inclination of the conical surfaces defined by the flanges of the socket.
  • the average diameter d1 of the flanges 24, 26 of the sleeve 18 is chosen to be substantially identical to the longitudinal distance h1 separating them.
  • the average diameter d2 of the flanges 24, 26 of the sleeve 18 is chosen to be greater than the longitudinal distance h2 separating them.
  • the choice of the value of the angle of inclination of the conical surfaces defined by the flanges of the bushing depends on the ratio existing between the average diameter d of the flanges of the bushing and the longitudinal distance h separating them.
  • the sleeve 18 further comprises means for ensuring its anti-rotation in the recess 20 of the ring 22 in which the sleeve is intended to be mounted.
  • the anti-rotation means of the sleeve in its recess can take different forms.
  • the tubular body 24 of the sleeve 18 comprises, between the conical flanges 26, 30, a protuberance 30 defining at least one substantially flat surface 31 which is intended to cooperate with a surface complementary to the recess of the ring in which the socket is intended to be mounted.
  • tubular body 24 of the sleeve 18 has four planar and rectangular faces 31 projecting radially outwardly of the tubular body relative to the longitudinal axis Z-Z thereof. These rectangular faces 31 cooperate with complementary rectangular faces arranged in the recess of the ring.
  • one of the conical flanges (here it is the second flange 28) has at least one outer projection 32 extending along the longitudinal axis ZZ of each sleeve. This external protrusion is intended to cooperate with an anti-rotation member 34, 34 'of the sleeve 18 in the recess 20 of the ring 22.
  • each conical collar of the bushings is more precisely provided with a groove (or slot) extending in the tangential direction relative to the longitudinal axis of the turbomachine.
  • An anti-rotation collar 34, 34 'with a substantially rectangular cross-section is mounted on the bushes 18 in the groove formed therein. The collar 34, 34 'thus ensures rotation locking of the bushings in their recess.
  • the anti-rotation collar 34, 34 ' is open. So, on the embodiment of the figure 5 , the anti-rotation collar 34 has an open cut 38 between its two free ends. This embodiment then requires the presence of a boss 40 to stop rotation of the collar 34 to prevent the open cut 38 is at one of the sockets 18 with the risk of disengagement of the collar that entails.
  • the anti-rotation collar 34 ' can be provided at its two free ends with extensions 42 whose cross section is reduced relative to that of the collar and which are arranged to overlap when the collar is mounted on the sockets 18. In this way, once mounted, the anti-rotation collar 34 'has no open cut. As a result, the presence of a rotational stop boss of the collar is not necessary. In addition, the absence of open cut improves the mechanical strength of the anti-rotation collar.
  • the locking in rotation of the bushings 18 in their recess of the ring 22 is formed between the bushes and not individually at each bushing.
  • one of the conical flanges 26, 28 of a sleeve 18 comprises an anti-rotation plate 44, 46 provided with at least one surface 48, 50 which is intended to establish a substantially plane contact with a corresponding surface 48, 50 of an anti-rotation plate 44, 46 of an adjacent sleeve.
  • the anti-rotation plate 44, 46 can be made in one piece with the conical flange 26, 28 of the sleeve.
  • the anti-rotation plate 44 has a substantially rectangular shape.
  • the anti-rotation plate 46 also has a substantially rectangular shape but also has a lug 46a intended to be housed in a complementary slot 46b of the plate 46 of the adjacent sleeve. The presence of the lug being received in a notch makes it possible to increase the flat surfaces 50 in contact and thus to increase the anti-rotation effect.
  • the use of turntables presents the advantage of avoiding the phenomena of matting when the ring in which the bushings are mounted is of light material (for example aluminum). Indeed, thanks to the presence of anti-rotation plates, the sockets do not bear on the ring (the support is between the plates of the adjacent sockets).
  • the plates may for example have shape arrangements to reduce their mass.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

    Arrière-plan de l'invention
  • La présente invention se rapporte au domaine général des aubes à angle de calage variable pour turbomachine, et plus particulièrement aux douilles pour les pivots de guidage de ces aubes.
  • Le compresseur à haute pression d'une turbomachine à turbine à gaz se compose typiquement de plusieurs étages circulaires d'aubes dont l'orientation peut être réglée afin de modifier les caractéristiques d'écoulement des gaz selon les régimes de fonctionnement de la turbomachine. Ces aubes sont appelées aubes à angle de calage variable.
  • Les aubes à angle de calage variable d'un même étage comportent chacune un pivot de commande en tête et un pivot de guidage en pied. Le pivot de commande traverse une enveloppe de stator de la turbomachine et coopère avec un organe de commande. A partir d'une action sur cet organe de commande, il est possible de modifier l'orientation des aubes de l'étage concerné. Quant au pivot de guidage des aubes, il est mobile dans une douille montée dans un évidement correspondant d'un anneau intérieur de la turbomachine centré sur l'axe longitudinal de cette dernière.
  • Lors du montage des aubes sur l'anneau intérieur, il est important d'assurer un centrage optimum des pivots de guidage des aubes. Ce centrage est obtenu en faisant en sorte que les douilles et les évidements de l'anneau intérieur dans lesquels sont montées les douilles soient parfaitement concentriques. La qualité de ce centrage des aubes doit par ailleurs être maintenue quelle que soit la phase de fonctionnement de la turbomachine.
  • Or, les montages connus de douilles sur l'anneau intérieur ne comportent aucun aménagement particulier pour assurer le maintien de la qualité de centrage. Le centrage des pivots de guidage des aubes a donc tendance à perdre de son efficacité en fonctionnement, notamment lorsque les douilles de support pivotant et l'anneau intérieur sont réalisés dans des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents.
  • Le document EP1205638 constitue l'état de la technique antérieure le plus proche et divulgue les caractéristiques du préambule de la revendication 1.
    • Objet et résumé de l'invention
  • La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant une douille apte à assurer une qualité permanente de centrage des pivots de guidage des aubes, quelle que soit la phase de fonctionnement de la turbomachine et indépendamment des matériaux utilisés pour réaliser la douille et l'anneau intérieur dans laquelle celle-ci est montée.
  • A cet effet, il est prévu une douille pour pivot d'aube à angle de calage variable pour turbomachine, la douille étant destinée à être montée dans un évidement d'un anneau de la turbomachine de forme sensiblement complémentaire à celle de la douille et comportant un corps sensiblement tubulaire d'axe longitudinal, caractérisée en ce que le corps tubulaire de la douille est muni à une extrémité d'une première collerette conique et à une extrémité opposée d'une seconde collerette conique, les surfaces coniques définies par la première et la seconde collerettes étant disposées en regard l'une de l'autre.
  • Le centrage des pivots de guidage des aubes est ainsi assurée par une liaison biconique entre la douille et l'évidement de l'anneau dans laquelle est elle montée. Grâce à une telle liaison, tout mouvement en écart de dilatation en diamètre de l'anneau par rapport à la douille est compensé par l'écart de dilatation en hauteur de l'anneau. Aussi, la position de contact des surfaces coniques définies par les collerettes reste permanente quelle que soit la dilatation de la douille et de l'anneau. En d'autres termes, les extrémités de la douille munies de collerettes coniques remplissent une fonction de restitution équivalente de déplacement. Ainsi, la qualité de centrage des pivots de guidage des aubes reste permanente.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'angle d'inclinaison de la surface conique définie par la première collerette est sensiblement identique à celui de la surface conique définie par la seconde collerette. En outre, l'angle d'inclinaison des surfaces coniques définies par les collerettes est compris entre 30° et 60°, et il est de préférence de 45°. Dans ce cas, le diamètre moyen des collerettes est sensiblement identique à la distance longitudinale les séparant.
  • Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la douille comporte en outre des moyens pour assurer son anti-rotation dans l'évidement de l'anneau.
  • De tels moyens d'anti-rotation peuvent se présenter sous la forme d'au moins une protubérance prévue sur le corps tubulaire de la douille entre les collerettes, la protubérance définissant une surface sensiblement plane qui est destinée à coopérer avec une surface complémentaire de l'évidement de l'anneau dans laquelle la douille est destinée à être montée.
  • Alternativement, l'une des collerettes peut présenter au moins une excroissance externe sensiblement longitudinale destinée à coopérer avec un organe d'anti-rotation de la douille dans l'évidement de l'anneau.
  • Selon une autre alternative, l'une des collerettes d'une douille peut comporter une platine d'anti-rotation munie d'au moins une surface qui est destinée à établir un contact sensiblement plan avec une surface correspondante d'une platine d'anti-rotation d'une douille adjacente.
  • Le corps tubulaire et l'une des collerettes coniques de la douille peuvent être deux pièces distinctes de façon à permettre le montage de la douille dans son évidement.
  • Selon encore une autre caractéristique particulière de l'invention, la douille peut être réalisée dans un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui de l'anneau dans lequel elle est destinée à être montée.
  • L'invention a également pour objet un anneau de turbomachine comportant une pluralité d'évidements destinés chacun à recevoir le pivot de guidage d'une aube à angle de calage variable, l'anneau comportant en outre une pluralité de douilles telles que définies précédemment.
  • L'invention a encore pour objet un compresseur de turbomachine et une turbomachine comportant au moins un anneau tel que défini précédemment.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
    • la figure 1 est une vue en coupe d'une douille selon l'invention dans son environnement ;
    • la figure 2 est une vue en éclaté et en perspective de la douille de la figure 1 ;
    • les figures 3A et 3B sont des vues partielles de douilles selon des variantes de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4 est une vue en perspective d'une douille selon l'invention munie de moyens d'anti-rotation ;
    • les figures 5 à 8 sont des vues en perspective d'un anneau partiel muni de douilles selon d'autres variantes de réalisation de l'invention.
    Description détaillée d'un mode de réalisation
  • En liaison avec la figure 1, les aubes 2 à angle de calage variable du compresseur haute-pression de la turbomachine sont réparties en étages circulaires centrés sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine et disposés entre des étages d'aubes mobiles (non représentées) qui sont fixées sur un rotor de la turbomachine.
  • Chaque aube 2 à angle de calage variable d'un étage circulaire s'étend selon un axe principal Y-Y qui possède une direction radiale par rapport à l'axe longitudinal X-X de la turbomachine. L'aube 2 se présente sous la forme d'une pale 4 se terminant à une extrémité radiale externe (ou tête d'aube) par un pivot de commande 6 (ou pivot supérieur) et à une extrémité radiale interne (ou pied d'aube) par un pivot de guidage 8 (ou pivot inférieur).
  • Le pivot de commande 6 de l'aube 2 à angle de calage variable, centré sur son axe principal Y-Y, traverse une enveloppe annulaire 10 de stator de la turbomachine et coopère avec un organe de commande de l'orientation des aubes. Plus précisément, le pivot de commande 6 des aubes 2 fait saillie radialement vers l'extérieur de l'enveloppe 10 de stator et se termine par une tête 12 sur laquelle est engagée une extrémité de bielle de commande 14 dont l'autre extrémité coopère avec un anneau de commande 16 centré sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine.
  • Les bielles 14 et l'anneau 16 de commande forment l'organe de commande de l'orientation des aubes. La rotation de l'anneau de commande 16 autour de l'axe longitudinal X-X de la turbomachine permet en effet de faire tourner les bielles de commande 14 et ainsi de modifier simultanément l'orientation de toutes les aubes 2 à calage variable d'un même étage du compresseur haute-pression.
  • Le pivot de guidage 8 de l'aube 2 à angle de calage variable, centré sur son axe principal Y-Y, est destiné à pivoter à l'intérieur d'une douille creuse 18.
  • Chaque douille 18 est montée dans un évidement 20 formé dans un anneau intérieur 22 du compresseur haute-pression de la turbomachine qui est centré sur l'axe longitudinal X-X de la turbomachine, la douille et l'évidement étant de formes sensiblement complémentaires.
  • Par ailleurs, une douille supplémentaire (non représentée sur les figures) formant frette peut être montée serrée autour de chaque pivot de guidage 8 des aubes 2. Une telle douille supplémentaire, par exemple de forme sensiblement cylindrique, vient s'interposer entre le pivot de guidage des aubes et la douille. Elle a pour fonction d'éviter toute usure prématurée de la douille.
  • Comme illustré sur la figure 2, la douille 18 présente un corps sensiblement tubulaire 24 d'axe longitudinal Z-Z qui est destiné à recevoir le pivot de guidage 8 de l'aube.
  • Selon l'invention, le corps tubulaire 24 de la douille 18 est muni à une extrémité d'une première collerette (ou épaulement) conique 26 et à une extrémité opposée d'une seconde collerette conique 28, les surfaces coniques respectives définies par la première et la seconde collerettes étant disposées en regard l'une de l'autre (c'est-à-dire qu'elles se font face).
  • Les collerettes coniques 26, 28 font ainsi saillies radialement vers l'extérieur du corps tubulaire 24 par rapport à l'axe longitudinal Z-Z de ce dernier. Les collerettes coniques 26, 28 présentent un diamètre moyen d sensiblement identique et la hauteur longitudinale moyenne les séparant est notée h.
  • Comme expliqué précédemment, l'évidement 20 dans lequel est montée la douille 18 est de forme sensiblement complémentaire à cette dernière, c'est-à-dire qu'il présente un alésage central pour le passage du corps tubulaire 24 de la douille et deux surfaces coniques sur lesquelles sont en appui les collerettes coniques de la douille.
  • La douille 18 selon l'invention et l'anneau intérieur 22 dans lequel la douille est destinée à être montée peuvent être réalisés dans des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. A titre d'exemple, la douille peut être réalisée en acier et l'anneau intérieur en aluminium.
  • Afin de permettre le montage de la douille 18 dans son évidement de l'anneau, le corps tubulaire 24 de la douille et l'une des collerettes coniques peuvent être deux pièces distinctes comme représenté sur les figures 1 et 2 (sur ces figures, la collerette distincte est la seconde collerette 28). Dans ce cas, une fois le corps tubulaire 24 de la douille monté dans son évidement, la collerette est assemblée autour du corps tubulaire puis fixée sur celui-ci par tout moyen approprié (sertissage, soudage, boulonnage, etc.).
  • Les angles d'inclinaison des surfaces coniques définies respectivement par la première collerette 26 et la seconde collerette 28 sont sensiblement identiques. Cet angle d'inclinaison, qui est mesuré par rapport à un plan transversal du corps tubulaire de la douille (c'est-à-dire par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de celle-ci), est avantageusement compris entre 30° et 60°, et il est de préférence de 45°.
  • Les figures 3A et 3B illustrent les raisons du choix de la valeur de l'angle d'inclinaison des surfaces coniques définies par les collerettes de la douille.
  • Sur l'exemple de la figure 3A, le diamètre moyen d1 des collerettes 24, 26 de la douille 18 est choisi comme étant sensiblement identique à la distance longitudinale h1 les séparant.
  • A partir de ce choix, pour que tout mouvement en écart de dilatation en diamètre δd1 de l'anneau 22 par rapport à la douille 18 soit compensé par l'écart de dilatation en hauteur δh1 de l'anneau, il est nécessaire que l'angle d'inclinaison θ1 des surfaces coniques définies par les collerettes 26, 28 soit de 45°.
  • Sur l'exemple de la figure 3B, le diamètre moyen d2 des collerettes 24, 26 de la douille 18 est choisi comme étant supérieur à la distance longitudinale h2 les séparant.
  • En conséquence, pour que tout mouvement en écart de dilatation en diamètre δd2 de l'anneau 22 par rapport à la douille 18 soit compensé par l'écart de dilatation en hauteur δh2 de l'anneau, il est nécessaire que l'angle d'inclinaison θ2 des surfaces coniques définies par les collerettes 26, 28 soit inférieur à 45°.
  • Ainsi, le choix de la valeur de l'angle d'inclinaison des surfaces coniques définies par les collerettes de la douille dépend du rapport existant entre le diamètre moyen d des collerettes de la douille et la distance longitudinale h les séparant.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la douille 18 comporte en outre des moyens pour assurer son anti-rotation dans l'évidement 20 de l'anneau 22 dans lequel la douille est destinée à être montée. Les moyens d'anti-rotation de la douille dans son évidement peuvent revêtir différentes formes.
  • Ainsi, sur l'exemple de réalisation de ces moyens de la figure 4, le corps tubulaire 24 de la douille 18 comporte, entre les collerettes coniques 26, 30, une protubérance 30 définissant au moins une surface sensiblement plane 31 qui est destinée à coopérer avec une surface complémentaire de l'évidement de l'anneau dans laquelle la douille est destinée à être montée.
  • Plus précisément, le corps tubulaire 24 de la douille 18 présente quatre faces 31 planes et rectangulaires faisant saillies radialement vers l'extérieur du corps tubulaire par rapport à l'axe longitudinal Z-Z de celui-ci. Ces faces rectangulaires 31 coopèrent avec des faces rectangulaires complémentaires aménagées dans l'évidement de l'anneau.
  • Selon une variante de réalisation des moyens d'anti-rotation illustrée par les figures 5 et 6, l'une des collerettes coniques (ici il s'agit de la seconde collerette 28) présente au moins une excroissance externe 32 s'étendant selon l'axe longitudinal Z-Z de chaque douille. Cette excroissance externe est destinée à coopérer avec un organe d'anti-rotation 34, 34' de la douille 18 dans l'évidement 20 de l'anneau 22.
  • L'excroissance externe 32 de chaque collerette conique des douilles est plus précisément munie d'une rainure (ou fente) s'étendant dans le sens tangentiel par rapport à l'axe longitudinal de la turbomachine. Un collier d'anti-rotation 34, 34' à section droite sensiblement rectangulaire est monté sur les douilles 18 dans la rainure formée dans ces dernières. Le collier 34, 34' assure ainsi un blocage en rotation des douilles dans leur évidement.
  • Pour permettre son montage sur les douilles, le collier d'anti-rotation 34, 34' est ouvert. Ainsi, sur l'exemple de réalisation de la figure 5, le collier d'anti-rotation 34 présente une coupure ouverte 38 entre ses deux extrémités libres. Ce mode de réalisation nécessite alors la présence d'un bossage 40 d'arrêt en rotation du collier 34 afin d'éviter que la coupure ouverte 38 ne se trouve au niveau d'une des douilles 18 avec le risque d'un désengagement du collier que cela comporte.
  • Alternativement (figure 6), le collier d'anti-rotation 34' peut être muni au niveau de ses deux extrémités libres de prolongements 42 dont la section droite est réduite par rapport à celle du collier et qui sont disposés de façon à venir se chevaucher lorsque le collier est monté sur les douilles 18. De la sorte, une fois monté, le collier d'anti-rotation 34' ne présente pas de coupure ouverte. Il en résulte que la présence d'un bossage d'arrêt en rotation du collier n'est pas nécessaire. En outre, l'absence de coupure ouverte améliore la tenue mécanique du collier d'anti-rotation.
  • Les figures 7 et 8 représentent d'autres modes de réalisation des moyens d'anti-rotation des douilles dans leur évidement de l'anneau.
  • Dans ces exemples de réalisation, le blocage en rotation des douilles 18 dans leur évidement de l'anneau 22 est réalisé entre les douilles et non de façon individuelle au niveau de chaque douille.
  • Pour ce faire, l'une des collerettes coniques 26, 28 d'une douille 18 comporte une platine d'anti-rotation 44, 46 munie d'au moins une surface 48, 50 qui est destinée à établir un contact sensiblement plan avec une surface correspondante 48, 50 d'une platine d'anti-rotation 44, 46 d'une douille adjacente. La platine d'anti-rotation 44, 46 peut être réalisée en une seule pièce avec la collerette conique 26, 28 de la douille.
  • Sur la figure 7, la platine d'anti-rotation 44 présente une forme sensiblement rectangulaire. De même, dans la variante de réalisation de la figure 8, la platine d'anti-rotation 46 présente aussi une forme sensiblement rectangulaire mais possède également un ergot 46a destiné à venir se loger dans une encoche complémentaire 46b de la platine 46 de la douille adjacente. La présence de l'ergot venant se loger dans une encoche permet d'augmenter les surfaces planes 50 en contact et donc d'accroître l'effet d'anti-rotation.
  • Par rapport au mode de réalisation de l'anti-rotation des douilles décrit en liaison avec la figure 4, l'utilisation de platines présente l'avantage d'éviter les phénomènes de matage lorsque l'anneau dans lequel sont montées les douilles est en matériau léger (par exemple en aluminium). En effet, grâce à la présence des platines d'anti-rotation, les douilles ne prennent pas appui sur l'anneau (l'appui s'effectue entre les platines des douilles adjacentes).
  • Bien entendu, d'autres formes sont envisageables pour la réalisation des platines d'anti-rotation. Notamment, les platines peuvent par exemple présenter des aménagements de forme destinés à diminuer leur masse.

Claims (14)

  1. Douille (18) pour pivot d'aube à angle de calage variable pour turbomachine, la douille (18) étant destinée à être montée dans un évidement (20) d'un anneau (22) de la turbomachine de forme sensiblement complémentaire à celle de la douille et comportant un corps sensiblement tubulaire (24) d'axe longitudinal (Z-Z), caractérisée en ce que le corps tubulaire (24) de la douille est muni à une extrémité d'une première collerette conique (26) et à une extrémité opposée d'une seconde collerette conique (28), les surfaces coniques définies par la première et la seconde collerettes (26, 28) étant disposées en regard l'une de l'autre.
  2. Douille selon la revendication 1, dans laquelle l'angle d'inclinaison de la surface conique définie par la première collerette (26) est sensiblement identique à celui de la surface conique définie par la seconde collerette (28).
  3. Douille selon la revendication 2, dans laquelle l'angle d'inclinaison (θ1, θ2) des surfaces coniques définies par les collerettes (26, 28) est compris entre 30° et 60°.
  4. Douille selon la revendication 3, dans laquelle l'angle d'inclinaison (θ1) des surfaces coniques définies par les collerettes (26, 28) est de 45°.
  5. Douille selon la revendication 4, dans laquelle le diamètre moyen (d) des collerettes coniques (26, 28) est sensiblement identique à la distance longitudinale (h) les séparant.
  6. Douille selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant en outre des moyens (30, 32, 34, 44, 46) pour assurer son anti-rotation dans l'évidement (20) de l'anneau (22).
  7. Douille selon la revendication 6, dans laquelle le corps tubulaire (24) comporte, entre les collerettes coniques (26, 28), au moins une protubérance (30) définissant une surface (31) sensiblement plane qui est destinée à coopérer avec une surface complémentaire de l'évidement (20) de l'anneau (22) dans laquelle la douille est destinée à être montée de façon à assurer l'anti-rotation de la douille dans ledit évidement.
  8. Douille selon la revendication 6, dans laquelle l'une des collerettes coniques (26, 28) présente au moins une excroissance externe (32) sensiblement longitudinale destinée à coopérer avec un organe d'anti-rotation (34, 34') de la douille dans l'évidement (20) de l'anneau (22).
  9. Douille selon la revendication 6, dans laquelle l'une des collerettes coniques (26, 28) comporte une platine d'anti-rotation (44, 46) munie d'au moins une surface (48, 50) qui est destinée à établir un contact sensiblement plan avec une surface correspondante d'une platine d'anti-rotation d'une douille adjacente.
  10. Douille selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle elle est réalisée dans un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique différent de celui de l'anneau (22) dans lequel elle est destinée à être montée.
  11. Douille selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le corps tubulaire (24) et l'une des collerettes coniques (26, 28) sont deux pièces distinctes.
  12. Anneau (22) de turbomachine comportant une pluralité d'évidements (20) destinés chacun à recevoir le pivot de guidage (8) d'une aube (2) à angle de calage variable, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de douilles (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 montées chacune dans l'un desdits évidements.
  13. Compresseur de turbomachine comportant au moins un anneau (22) selon la revendication 12.
  14. Turbomachine comportant au moins un anneau (22) selon la revendication 12.
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